LED 조명은 이제 가장 인기 있는 조명 기술입니다. 거의 모든 사람들이 LED 조명기구가 제공하는 수많은 이점, 특히 LED 조명기구가 기존 조명기구보다 더 에너지 효율적이고 오래 지속된다는 사실을 잘 알고 있습니다. 그러나 대부분의 사람들은 LED 조명의 기본 기술에 대한 지식이 많지 않습니다. 이 게시물에서는 LED 조명의 작동 방식과 LED 조명의 모든 이점을 이해하기 위해 기본 LED 조명 기술의 원리를 살펴봅니다.
1장: LED란 무엇이며 어떻게 작동하나요?
LED 조명 기술을 이해하는 첫 번째 단계는 LED가 무엇인지 이해하는 것입니다. LED는 발광 다이오드를 의미합니다. 이 다이오드는 본질적으로 반도체이므로 전류를 전도할 수 있습니다. 발광 다이오드에 전류가 가해지면 결과적으로 광자(빛 에너지) 형태의 에너지가 방출됩니다.
LED 조명 장치는 반도체 다이오드를 사용하여 빛을 생성하므로 고체 조명 장치라고 합니다. 다른 고체 조명으로는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)와 반도체 다이오드를 사용하는 고분자 발광 다이오드(Polymer Light Emitting Diode) 등이 있습니다.
2장: LED 조명 색상 및 색온도
대부분의 LED 조명기구는 흰색의 빛을 생성합니다. 백색광은 각 조명기구의 따뜻함이나 차가움(따라서 색온도)에 따라 다양한 범주로 분류됩니다. 이러한 색온도 분류에는 다음이 포함됩니다.
따뜻한 백색 - 2,700~3,000켈빈
중성 백색 - 3,000~4,000켈빈
퓨어 화이트 - 4,000~5,000켈빈
데이 화이트 - 5,000~6,000켈빈
쿨 화이트 - 7,000~7,500켈빈
따뜻한 백색에서는 LED가 생성하는 색상이 백열등과 유사한 노란색 색조를 띕니다. 색온도가 올라가면 빛의 외관이 더 하얗게 되며 자연광(태양의 주간 빛)과 유사한 주백색에 도달합니다. 색온도가 계속 증가함에 따라 광선은 푸른색을 띠기 시작합니다.
그러나 발광 다이오드에 관해 주의해야 할 한 가지는 백색광을 생성하지 않는다는 것입니다. 다이오드는 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 기본 색상으로 제공됩니다. 대부분의 LED 조명기구에서 발견되는 흰색은 이 세 가지 기본 색상을 혼합하여 만들어집니다. 기본적으로 LED의 색상 혼합에는 두 개 이상의 다이오드의 서로 다른 광 파장을 결합하는 작업이 포함됩니다. 따라서 색 혼합을 통해 가시광선 스펙트럼에서 발견되는 7가지 색상(무지개 색상) 중 하나를 얻을 수 있으며, 모두 결합하면 흰색이 됩니다.
3장: LED와 에너지 효율성
LED 조명 기술의 중요한 측면 중 하나는 에너지 효율성입니다. 이미 언급했듯이 거의 모든 사람들이 LED가 에너지 효율적이라는 것을 알고 있습니다. 그러나 많은 사람들은 에너지 효율이 어떻게 나타나는지 깨닫지 못합니다.
LED가 다른 조명 기술보다 에너지 효율이 더 높은 이유는 LED가 거의 모든 입력 전력(95%)을 빛 에너지로 변환한다는 사실입니다. 게다가 LED는 적외선(보이지 않는 빛)을 방출하지 않으며, 이는 각 조명기구의 다이오드의 색 파장을 혼합하여 백색 파장만 구현하도록 관리됩니다.
반면, 일반적인 백열등은 소비되는 전력 중 극히 일부(약 5%)만 빛으로 변환하고 나머지는 열(약 14%)과 적외선 복사(약 85%)를 통해 낭비됩니다. 따라서 기존 조명 기술을 사용하면 충분한 밝기를 생성하기 위해 많은 전력이 필요하며, LED는 유사하거나 더 많은 밝기를 생성하는 데 훨씬 적은 에너지가 필요합니다.
4장: LED 조명 기구의 광속
과거에 백열등이나 형광등 전구를 구입한 적이 있다면 전력량에 대해 잘 알고 있을 것입니다. 오랫동안 와트수는 조명 기구에서 생성되는 빛을 측정하는 방법으로 받아들여졌습니다. 그러나 LED 조명기구가 등장한 이후에는 이러한 상황이 바뀌었습니다. LED에서 생성된 빛은 광원에서 모든 방향으로 방출되는 에너지의 양으로 정의되는 광속으로 측정됩니다. 광속의 측정 단위는 루멘입니다.
밝기의 척도를 와트수에서 밝기로 바꾸는 이유는 LED가 저전력 장치이기 때문입니다. 따라서 전력 출력 대신 발광 출력을 사용하여 밝기를 결정하는 것이 더 합리적입니다. 게다가, LED 설비마다 발광 효율(전류를 광 출력으로 변환하는 능력)이 다릅니다. 따라서 같은 양의 전력을 소비하는 조명기구라도 발광 출력이 매우 다를 수 있습니다.
5장: LED와 열
LED 설비에 대한 일반적인 오해는 만졌을 때 차갑기 때문에 열을 발생시키지 않는다는 것입니다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 발광 다이오드에 공급되는 전력의 작은 부분이 열에너지로 변환됩니다.
LED 조명기구가 만졌을 때 시원한 이유는 에너지 중 열에너지로 변환되는 부분이 적기 때문입니다. 또한, LED 조명기구에는 이 열을 발산하는 방열판이 함께 제공되어 발광 다이오드와 LED 조명기구의 전기 회로의 과열을 방지합니다.
6장: LED 조명 기구의 수명
LED 조명기구는 에너지 효율성 외에도 에너지 효율성으로도 유명합니다. 일부 LED 조명기구는 50,000~70,000시간 동안 지속될 수 있으며, 이는 일부 백열등 및 형광등 조명기구에 비해 약 5배(또는 그 이상) 더 깁니다. 그렇다면 LED 조명이 다른 유형의 조명보다 오래 지속되는 이유는 무엇일까요?
그 이유 중 하나는 LED가 고체 조명인 반면 백열등과 형광등은 전기 필라멘트, 플라즈마 또는 가스를 사용하여 빛을 방출한다는 사실과 관련이 있습니다. 전기 필라멘트는 열 분해로 인해 단기간 후에 쉽게 소진되는 반면, 플라즈마나 가스를 수용하는 유리 케이스는 충격, 진동 또는 낙하로 인해 손상되기 매우 쉽습니다. 따라서 이러한 조명기구는 내구성이 약하고, 충분히 오래 지속되더라도 수명이 LED에 비해 현저히 짧습니다.
LED와 수명에 대해 한 가지 주의할 점은 LED가 형광등이나 백열등처럼 타지 않는다는 것입니다(다이오드가 과열되지 않는 한). 대신, LED 설비의 광속은 원래 광 출력의 70%에 도달할 때까지 시간이 지남에 따라 점차적으로 저하됩니다.
이 시점(L70이라 함)에서는 휘도 저하가 육안으로 눈에 띄게 나타나며, 열화율도 높아져 LED 조명 기구를 계속 사용할 수 없게 됩니다. 따라서 고정 장치는 이 시점에서 수명이 다한 것으로 간주됩니다.
게시 시간: 2021년 5월 27일